Вы здесь

СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Форумы: 

Предлагаю тему для обсуждения: структура элктромагнитного поля.

Начнём с того, что обратимся к истории вопроса.

 

В "Истории физики" Спасский Б.И. приводит взгляды Ломоносова на  теплоту и электричество.

"Согласно Ломоносову, теплота есть вращательное движение "нечувствительных частиц", составляющих тела. На вращательном движении Ломоносов остановился потому, что не признавал сил притяжения, действующих между частицами; он плогал что в твёрдом теле частицы должны касаться друг друга, а так как при нагревании твёрдые тела сохраняют свой внешний вид, то тапловые движения частиц могут быть только вращательными".

 

"По мнению Ломоносова, электрические явления объясняются вращательным движением частиц эфира".

                                                                                      Б. И. Спасский   (История физики, ч.1, 1977, стр.222)

 

Создатель понятия электромагнитного поля Д.К. Максвелл не сомневался в том, что " поле" заполнено материальной средой.

"...Каким бы способом энергия ни передавалась от одного тела к другому во времени, должна быть среда или субстанция, в которой энергия существуетпосле того, как она оставила одно тело и ещё не достигла другого, ибо энергия, как заметил Торичелл, есть квинтэссенция такой тонкой прирды, что она не может содержаться ни в каком другом сосуде, как только в самой сокровенной субстанции материальных вещей."

                     Д.К. Максвелл (Избранные произведения по теории электромагнитного поля, 1954, стр.632)

 

Распространение электромагнитных волн во времени Максвелл так же не допускал без без какой либо материальной среды.

" ... Мы не в состоянии понимать распространение во времени иначе как двумя способами: или как полёт материальной субстанции через пространство или как распространенме состояния движения или напряжения в среде уже существующей в пространстве."

                       Д.К. Максвелл (Избранные произведения по теории электромагнитного поля, 1954, стр.231)

 

Создатель понятия "поле" Максвелл не мыслил себе поле как континуум, как энергию, как движущееся движение без вещественного носителя этой энергии. Вот что он говорит о своей динамической теории:

 

"Теория, которую я предлагаю, может быть назваа теорией электромагнитго поля, потому что она имеет дело с с пространством, окружающим электрические тела, или магнитные тела, и она может быть названа так же динамической, поскольку она допускает, что в этом пространстве имеется материя, находящаяся в движении, посредством которой и производятся наблюдаемые электоромагниные явления."

                           Д.К. Максвелл (Избранные произведения по теории электромагнитного поля, 1954, стр.253)

"Всякая энергия есть то же что механическая энергия, существует ли она в форме обычного движения или в форме упругости или в какой либо другой форме. Энергия в электромагнитных явлениях - это механическая энергия."

                          Д.К. Максвелл (Избранные произведения по теории электромагнитного поля, 1954, стр.301)

 

Электромагнитная волна без вещественного носителя такое же "ничто" как тректория без движущегося тела. Эти понятия могут относиться только только к математическим абстракциям.

"Говорить о волнах значит основыватьсвои суждения на том, что в строгом смысле не сущестует" - говорит Лобачевский, -  ... подобно тому, как мы говорили о линиях и о поверхностях, так как в природе находятся только тела. Теория волнений представляет верно некоторые законы в явлениях света, но не даёт еще понятия, в чём существенность заключается."

       М.Б Вильницкий (К истории  развития представлений о пространстве и времени в классической физике, стр.165)

 

Перейдём к современной трактовке электромагнитного поля.

 

"Излучение телами электромагнитных волн (свечение тел) может осуществляться  за счёт различных видов энергии. Самым распространённым является тепловое излучение, то есть испускание электромагнитных волн за счёт внутренней энергии тел."

                                                                      И. Савельев  ("Курс общей физики" М. 1998г., стр. 9)

 

 

" В соответствии с идеей Планка при тепловом излучении обмен энергией между атомами вещества и электромагнитным излучением происходит отдельными порциями." " Непосредственным поводом, приведшим его (Планка)  к открытию нового фундаментального закона природы, послужило исследование процессов испускания и поглощения электромагнитного излучения нагретыми твёрдыми телами при постоянной температуре (или, короче, телового излучения).  Не вдаваясь в сейчас в детали этого достаточно сложного явления, подчеркнём его черты, существенные для понимания революционной идеи Планка. Характерной особенностью рассмотренной им системы было то, что в ней взаимодействовали два материальных объект: атомы вещества и электромагнитное излучение."

                                                                   А. Суханов ("Фундаментальный курс физики", 1999, том3, стр.11)

 

 

<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:RU;} p.MsoBodyTextIndent2, li.MsoBodyTextIndent2, div.MsoBodyTextIndent2 {margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; text-justify:inter-ideograph; text-indent:36.0pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-language:RU;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:2.0cm 42.5pt 2.0cm 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} -->

Именно эксперименты физиков с электрическими, тепловыми   и световыми проявлениями материальной субстанции завели  физику в тупик в ХХ веке. Была открыта дифракция и интерференция. Исследования привели к волновым параметрам микрочастиц. 

Материя была разделена на вещество и свет. 

В журнале «Философия науки» в статье “от «Ньютонианства» к Эйнштейнианству»”,  А.Л.Симанов, пишет:

“Если в основе классической физики лежат корпускулярные представления, в основе электродинамики и теории относительности - волновые, полевые, то в основе квантовой механики - корпускулярно волновые”.

(А.Л. Симанов, Философия науки, № 4 (27) 2005г.)

 

 

"Мы говорим об электромагнитном поле, как самодавлеющей реальности, как об особом виде материи."

                                                                      С.Фриш, А Тиморева ("Физика", 1949, том2, стр..134)

 

"Не можем ли мы отказаться от понятия вещества и построить чистую физику поля? То, что действует на наши чувства в виде вещества. есть на деле огромная концентрированная энергия в сравнительно малом  пространстве. Мы могли бы, - говорит Эйнштейн,- рассматривать вещество как такие области в пространстве, где поля чрезвычайн сильны."

                                                            А.Эйнштейн, Л Инфельд (Эволюция физики, стр.233)

 

КОММЕНТАРИЙ:

Энергия-это придуманная  человеком математическая абстрактный  параметр, определяющий способность тела (вещества) произвести работу.    С помощью этого параметра человек оценивает работу, произведенную различнами телами. Энергия - это мера работы. Как же может энергия, виртуальное, существующее только в воображении человека понятие,  перейти в то, что она (энергия)  измеряет - в вещество.

 

Приведём слова крупнейшего физика ХХ века П. Дирака:

"Нам нужна единая, самосогласованная всеобъемлющая теория. Этой общей теории не должна противоречить любая специальная теория выдвигаемая в связи с какой либо частной проблемой. Вряд ли необходимо говорить Вам, что такая общая теория ещё не создана. Она является той конечной целью, к достижению которой стремятся все физики."

                                                                П. Дирак (Лекции по квантовой теории поля, М.,1971г., стр. 10)

 

 

НА ЭТОМ САЙТЕ, В РАЗДЕЛЕ "ЭЛЕКТРОДИНАМИКА", СТАТЬЯ 2   "ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО, МАГНИТНОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЕЙ ДОКАЗАНО, ЧТО:

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ ПРОСТРАНСТВО, ЗАПОЛНЕННОЕ НАПРАВЛЕННО ДВИЖУЩИМИСЯ ЭЛЕКТРОНАМИ.

 

ЧИТАТЕЛЬ, ЕСЛИ ТЕБЕ ИНТЕРЕСНА ЭТА ТЕМА, ПРОЧТИ ПОЖАЛУЙСТА СТАТЬИ РАЗДЕЛА "ЭЛЕКТРОДИНАМИКА", ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ НА ЭТОМ САЙТЕ И ПРИСТУПИМ К ОБСУЖДЕНИЮ.

                                                                                                 ГАРОЛЬД ГУРЕВИЧ

 

 

В разделе "Электродинамика", в статье "Исследование конфигурации силовых линий в электростатическом, магнитном и электромагнитном полях", в пп.2.1.1 ("ТРАЕКТОРИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ"), вы пишете:

"Электростатическое поле образовано  избыточными электронами, вылетающими или влетающими в заряженное тело...  пространстве, окружающем отрицательно заряженное тело,  электроны движутся радиально от тела... В пространстве, окружающем положительно заряженное тело,  электроны движутся радиально к телу...".

Хотя с точки зрения логики, непонятно, с чего бы электронам в электростатическом поле куда бы то ни было двигаться, и даже если допустить мысль, что они двигаются согласно описанным траекториям, то получается, что всё больше электронов постепенно скапливаются на положительно заряженном теле, и всё меньше - на отрицательно заряженном, таким образом заряд тел перераспределяется. Но тогда мы имеем случай не электростатического, а динамического поля. Не могли бы вы прояснить ваш тезис?

Дорогой NuclearCat, цитирую Ваше утверждение:... с точки зрения логики, непонятно, с чего бы электронам в электростатическом поле куда бы то ни было двигаться.

Отвечаю.

 Электростатическое поле - есть пространство, заполненное движущимися электронами. Именно  избыточные электроны покидая тело и заполняя среду вокруг этого тела и создают электростатическое поле. Вы же предполагаете движене электронов в "каком то поле". Нет субстанции "поле", как нет субстанции - тепло (тепловое поле), как нет субстанции - свет (световое поле), а, повторяю, поле образовно движущимися микрочастицами. Тепловое поле представляет собой пространство, заполненное хаотически движущимися микрочастицами. Световое поле представляет собой пространство, заполненное направленно движущимися микрочастицами.

Продолжим.

Электроны, образующие  электростатическое поле  являются избыточными на заряженном теле, и так как им нет места на электронных оболочках атомов заряженного тела, следовательно, они покидают это тело, разлетаясь радиально от тела и заполняя пространство вокруг тела.

Так как электронные орбиты атомов окружающей среды (атомы азота и кислорода воздуха) заполнены и вылетевшим электронам нет места на этих электронных оболочках, следовательно избыточные электроны будут сосредоточиваться вокруг тела.

Это прстранство, заполненное электронами, вылетевшими из тела, назвали электростатическим поле.

Если же Вы имеете ввиду движение каких то внешних электронов, не связанных с этим конкретным полем, созданным электронами данного тела, то это другой вопрос. Тогда надо рассматривать взаимодействие этих влетевших электронов с электронами данного электростатического поля.

Если Вы внимательно читали статьи  раздела  "Электродинамика" Вы прочли, что  отрицатльно заряженное тело, представляет собой тело с избытком электронов.  Избыточные электроны, созданные на теле (например электрофорной машиной) покидают пределы этого тела и заполняют пространство вне тела. Эти движущиеся электроны и создают отрицательное электростатическое поле. Положительно заряженное тело, представляет собой тело с недостатком электронов.

По вопросам, которые Вы задали я понимаю, что Вы знаете проблему. Об уме человека судят по вопросам, а не по ответам.

Пока заряженное тело назодится в воздушной среде, где оно и создаётся, электронм деваться некуда, и они находятся в избытке или недостатке вокруг заряженного тела. Электростатически заряженное тело представляет собой один полюс.

Если соединить отрицательно заряженное тело с положительно заряженным телом, то избыточные электроны с отрицательно заряженного тела перетекут на положительно заряженное тело, где их недостаток, то есть электроны перераспределятся, как Вы предположили.

Но если электростатические поля созданы и  тела, вокруг которых созданы эти поля, не соединены между собой, то никакого перераспределения быть не может и поля существуют сами по себе..

Другое дело  магнит, магнит имеет два полюса - северный и южный. В этом случае избыточным электронам, вылетевшим из северного полюса есть куда двигаться - к южному полюсу, где создан недостатик электронов. Пространство, заполенное электронами, движущимися из севеного полюса к южному полюсу представляет собой магнитное моле магнита.

Но это я уже немного о другом.

Кстати, вышла книга "Астродинимика" и скоро выйдет книга "Электродинамика.

                                                                                                                                                Гарольд Гуревич

Кстати можете написать Ваше имя и дать свой сайт, если он есть.

Добрый вечер, Гарольд Станиславович! Меня зовут Александр, и вы наверняка меня помните, мы с вами летом встречались в парке.

Согласен с вами, я не совсем точно выразился в своём предыдущем вопросе. Но ваш ответ не добавил ясности.

Мне непонятно утверждение "Электростатическое поле - есть пространство, заполненное движущимися электронами". Ведь электростатическое поле существует и у одного единственного неподвижного электрона, даже если рядом отсутствуют другие электроны (по крайней мере обнаружить это поле можно на различных расстояниях от заряда, например, по величине силы, действующей на внесённый в это поле "измерительный" заряд). Получается, что электростатическое поле всё-таки может быть не только заполнено "не движущимися" электронами, но и вообще быть ничем не заполнено?

Тут возникает вопрос про микрочастицы, "образующие" тепло и свет (и другие поля). Что это за микрочастицы? Почему именно микро-? Может быть это скорее нано- или пико- частицы? Все эти поля образуют те же частицы или разные? Как они взаимодействуют между собой?

Здравствуйте Александр.

У Вас много вопросов. Выделю главные.

1. Поле одного единственного электрона.

2. Сила, действующая на пробный заряд, внесённый в электростатическое поле.

3. ничем не заполненное пространство

4 Какими микрочастицами заполнены поля.

 

 

Начнем обсуждать по порядку.

 Поле это категория коллективная. Один колос не представляет собой хлебное поле. Один ато воды не создаст водную гладь. Один электрон не создает поле.

                                                                        У одного единственного электрона нет поля.

                                                                               Неподвижных частиц в природе нет.

                       Заряд - это избыток или недостаток электронов. О каком заряде можно говорить у одного единственного электрона?.

Закон Кулона определяет взаимодействие заряженных тел. Это взаимодействие происходит электростатическими полями, созданными электронами вокруг заряженных тел. На пробное тело, внесённое в поле действует сила, созданная не одним электроном, а полем - группой электронов.

Ничем не заполненным может быть только  вакуум, причём абсолютного вакуума в природе не существует. Не заполненное ничем пространство  никак себя проявлять не будет то есть полем не будет.

Как образуются поля.

Начнём с вопроса. Что может излучать тело? Ответ: Тело может излучать только то из чего оно состоит.  Состоит тело из атомов, молекул, атомы  в свою очередь состоят из электронов и нуклонов.  Ничего другого пока обнаружено не было, ни нано-частиц, ни пико-частиц. Исследуем, нпример, что излучает Солнце. Солнце ежесекундно излучает 4 млн тонн материальной субстанции. Солнце состоит из гелия и водорода, следовательно, излучаться могут атомы этих элементов, протоны, нейтрроны и электроны самых различных энергий. Под микрочастицами понимается весь спектр излученных микрочастиц. Солнце не излучает электромагнитных волн.  Электромагнитные волны это процесс, а не субстанция, хотя бы названная "материя особого рода".

ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ

Пока микрочастицы летят, например, по направлению к Земле, слабо между собой взаимодействуют - холодно и темно. Попав в атмосферу нашей Земли микрочастицы вступают во взаимодействие с плотной материальной субстанцией атмосферы Земли  создавая хаотическое броуновское движение микрочастиц, этот процесс назвали тепловым полем. Именно поэтому на высоте 10 тыс км -50 градусов, а в это же время на поверхности Земли, на пляжах экватора +50 градусов. Таким образом тепло не излучается, оно возбуждается. Если бы Солнце излучало тепло, то чем ближе к источнику тепла Солнцу должно  быть теплее.

СВЕТОВОЕ ПОЛЕ

То же со светом. Свет не излучается, свет возбуждается. Вступая во взаимодействие с электронами электронных оболочек атомов воздуха (кислорода и азота) атакующие микрочастицы передают им импульсы. Эти импульсы передаются электронными оболочками атомов промежуточной среды во все стороны, создавая сферические волны среды. Этот процесс назвали светом. На расстоянии 300-400 км. от поверхности Земли темно.  Если бы Солнце излучало свет, то чем ближе к источнику света Солнцу должно быть светлее.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Электромагнитное поле создано электронами, вылетевшими за пределы проводника, по которому течёт электрический ток.

Ну и так далее. Все поля окружающего нас мира созданы микрочастицами (фотонами,электронами, нуклонами).

Главное здесь надо понять вот что: сами по себе поля без материального носителя (микрочастиц) в природе  не существуют.

 

                                                                                                                                 Гарольд Гуревич